(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のＬＥＤが実装された１枚の印刷回路基板と、
前記ＬＥＤを収容する収容溝が備えられた導光板とを含んで構成され、かつ、
前記収容溝の上部面及び内側面が合って形成されるエッジ部に曲率を備えた曲率部が少なくとも１つ以上形成されており、
前記収容溝は、
導光板の内部に前記収容溝の上部面と開口された構造の下部面及び内側面から構成され、
前記上部面と下部面の幅は同一であるか、または前記下部面の幅がより広い構造で形成されており、
前記内側面と前記下部面とが合って形成されるエッジ部に曲率を形成した下部曲率部を少なくとも１つ以上さらに含み、
前記多数のＬＥＤは、共通して前記１枚の印刷回路基板に支持され、
各ＬＥＤの略すべての外面は、前記１枚の印刷回路基板と該ＬＥＤに対応する前記収容溝とによって囲まれている、ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記曲率部は、前記収容溝の上部面の短辺の長さの１／２以下の曲率半径（Ｒ）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記収容溝の上部面と収容溝の下部面との幅は互いに相異することを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記内側面と前記導光板の下部平面の延長線は９０度以下の傾斜角をなすことを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記収容溝と前記ＬＥＤの隔離距離は１００mm以下の範囲で具現されることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記曲率部は、
前記ＬＥＤの断面形状の対角線の長さの１／２以下の曲率半径を備えることを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
【請求項７】
多数のＬＥＤが実装された１枚の印刷回路基板と、
前記ＬＥＤを収容する収容溝が備えられた導光板とを含み、
前記収容溝は導光板の内部のホール上部面と開口された構造の下部面及び内側面から構成され、前記内側面と下部面とが合って形成されるエッジ部に曲率を備えた曲率部が少なくとも１つ以上形成され、
前記多数のＬＥＤは、共通して前記１枚の印刷回路基板に支持され、
各ＬＥＤの略すべての外面は、前記１枚の印刷回路基板と該ＬＥＤに対応する前記収容溝とによって囲まれている、
たことを特徴とする発光装置。
【請求項８】
前記曲率部は下部面の断面の長さの１／２以下の曲率半径を備えることを特徴とする、請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記収容溝の上部面と収容溝の下部面との幅は互いに相異することを特徴とする、請求項７に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記収容溝の下部面の幅が収容部の上部面の幅より大きいことを特徴とする、請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記内側面と導光板の下部平面の延長線は９０度以下の傾斜角をなすことを特徴とする、請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
多数のＬＥＤが実装された１枚の印刷回路基板と、
前記ＬＥＤを収容する収容溝が備えられた導光板と、を含み、
前記収容溝は導光板の内部のホール上部面と開口された構造の下部面及び内側面から構成され、前記収容溝の上部面の幅と収容溝の下部面の幅とが互いに相異し、前記上部面と内側面とが合って形成されるエッジ部及び内側面と下部面とが合って形成されるエッジ部には曲率を備えた曲率部が少なくとも１つ以上形成され、
前記多数のＬＥＤは、共通して前記１枚の印刷回路基板に支持され、
各ＬＥＤの略すべての外面は、前記１枚の印刷回路基板と該ＬＥＤに対応する前記収容溝とによって囲まれている、ことを特徴とする発光装置。
【請求項１３】
前記収容溝の下部面の幅が上部面の幅より大きいことを特徴とする、請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記内側面と導光板の下部平面の延長線は９０度以下の傾斜角をなすことを特徴とする、請求項１３に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記曲率部は収容溝の上部面の短辺の長さの１／２以下の曲率半径を有することを特徴とする、請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記曲率部は収容溝の下部面の短辺の長さの１／２以下の曲率半径を有することを特徴とする、請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記ＬＥＤの中心から隅部に続く対角線の長さと曲率半径とは同一であることを特徴とする、請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記ＬＥＤの中心から隅部に続く対角線の長さは曲率半径より大きいことを特徴とする、請求項１２に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光効率を改善することができるバックライトユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（liquid crystal display；ＬＣＤ）は、マトリックス形態に配列された画素に画像情報に従うデータ信号を個別的に供給して、その画素の光透過率を調節することによって、所望の画像を調節することができる表示装置であって、自らは発光できないので、その背面にバックライトユニット（back-light unit）を設置して画像が表現できるように設計される。
【０００３】
このようなバックライトユニットは、自らは光を発しないＬＣＤの後面にディスプレイ映像が見えるように均等に光を照らす役割をし、導光板はバックライトユニットの輝度と均一な照明機能を遂行する部品であって、光源（ＬＥＤ）で発散される光をＬＣＤ全体面に均一に伝達するプラスチック成形レンズの１つである。
【０００４】
図１はＬＥＤを光源に用いるバックライトユニットの構造を図示したものであって、図示されたように、印刷回路基板１０の上部に取り付けられる多数のＬＥＤ２０を具備し、前記ＬＥＤ２０から出射する光を上部に伝達する導光板３０を備える。特に、最近には複数のＬＥＤを光源として利用しながら発光面の全体を均一に面発光させようとする試みが続いており、この場合、平面上にＬＥＤを多数配列し、導光板に凹ホールを形成して、ホールの内部にＬＥＤが挿入できるようにする構造で配置するようになる。
【０００５】
しかしながら、ＬＥＤが導光板の内部に挿入される場合、ＬＥＤの近い面では熱によってホットスポット（hot spot）が発生するようになり、これによってＬＥＤに近い領域では輝度が相対的に高まり、これによって輝度むらが発生するようになる。また、図示されたように、ＬＥＤが挿入されるホールの内部に一定の角を有して形成されるエッジ部Ｅが具現される場合、エッジ部に出射される光が反射したり不均一に進行して、全体的な光特性の低下をもたらす問題が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前述した課題を解決するために案出したものであって、本発明の目的は、導光板の下部のＬＥＤ素子が収容される収容溝の内部のエッジ部に屈曲部を形成して光分布を改善することによって、光効率を増進させることができる導光板を供えたバックライトユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した課題を解決するために、本発明は多数のＬＥＤが実装された印刷回路基板、前記ＬＥＤを収容する収容溝が備えられた導光板を含んで構成され、かつ前記収容溝の上部面及び内側面が合って形成されるエッジ部に曲率を備えた曲率部が少なくとも１つ以上形成されたバックライトユニットを提供できるようにする。
【０００８】
また、この場合の前記収容溝は、導光板の内部にホールの上部面と開口された構造の下部面及び内側面から構成され、前記上部面と下部面の幅は同一であるか、または前記下部面の幅がより広い構造で形成できる。このような構造の一具現例には、前記収容溝は下部面が開口された直六面体形状であり、前記曲率部は、前記収容溝の上部面の短辺の長さの１／２以下の曲率半径（Ｒ）を備えるように具現することも可能である。
【０００９】
併せて、本発明に従う収容溝は前記内側面と前記下部面とが合って形成されるエッジ部に曲率を形成した第２曲率部を少なくとも１つ以上さらに含んで構成されるように具現できる。
【００１０】
また、本発明に従う収容溝は前記内側面または前記下部面の延長線と導光板の下部平面の延長線は０≦θ≦９０度の範囲で傾斜角をなすように具現できる。
【００１１】
また、本発明に従う前記収容溝と前記ＬＥＤの隔離距離（ｄ）は１００mm以下の範囲で具現できる。
【００１２】
また、前述した具現例とは異なり、前記収容溝の上部面の短辺の長さ（Ｙ２）の１／２以上、前記ＬＥＤの断面形状の対角線の長さの１／２以下の曲率半径（Ｒ３）を備えるように曲率部を形成して半円構造の収容溝を具現することも可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、導光板の下部のＬＥＤ素子が収容される収容溝の内部のエッジ部に屈曲部を形成して光分布を改善することによって、光効率を増進させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＬＥＤを光源に用いるバックライトユニットの構造を示す図である。
【図２】本発明に従うバックライトユニットの構造を示す図である。
【図３】導光板及びＬＥＤを示す図である。
【図４】導光板の収容溝を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に従うバックライトユニットの構造を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に従うバックライトユニットの構造を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に従うバックライトユニットの構造を示す図である。
【図８】図７の導光板の収容溝を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明に従う構成及び作用を具体的に説明する。添付図面を参照して説明するに当たって、図面符号に関わらず同一な構成要素は同一な参照符号を与えて、これに対する重複説明は省略する。第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明することに使用できるが、前記構成要素は前記用語により限定されてはならない。前記用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使われる。
【００１６】
本発明は導光板にＬＥＤを収容する収容溝を形成するに当たって、エッジ部に屈曲が具現された構造の曲率部を形成して光効率を増進することができる導光板を備えたバックライトユニットを提供することを要旨とする。
【００１７】
図２乃至図４は、本発明に従うバックライトユニットの構造を説明するための概念図である。
【００１８】
図２及び図３を参照すると、本発明に従うバックライトユニットは、多数のＬＥＤ１２０が実装された印刷回路基板１１０と、前記ＬＥＤ１２０を収容する収容溝１４０が備えられた導光板１３０を含んで構成され、特に前記収容溝１４０の上部面Ａ及び内側面Ｂが合って形成されるエッジ部Ｅに曲率を備えた曲率部が少なくとも１つ以上形成されることが好ましい。
【００１９】
具体的には、前記ＬＥＤ１２０は光の出射面１２１が前記収容溝１４０の側壁方向に具現される側面発光型ＬＥＤ（side view LED）を使用することができ、即ちＬＥＤ光源１２０から出射される光の方向が直ぐ上部に直進することでなく、側辺に向けて出射する構造の光源を用いることができる。
【００２０】
この場合、前記ＬＥＤ１２０が挿入される収容溝１４０は前記導光板１３０の下部面に凹な溝構造で具現されることができ、特に前記収容溝１４０のエッジ部を屈曲処理して曲率部を形成できるようにすることが好ましい。
【００２１】
図３は本発明に従う収容溝１４０とエッジ部を説明するための概念図であって、図示されたように、本発明に従うＬＥＤ１２０が挿入される構造で結合する収容溝１４０は下部が開口された構造の直六面体または正六面体構造を備えることができ、‘エッジ部’は収容溝１４０を形成する少なくとも２つ以上の面が合って形成される隅部として定義する。即ち、エッジ部は上部面Ａと１つの内側面Ｂとが合って生じる結合線や上部面Ａと２つの内側面とが合って生じる頂点を含む概念である。
【００２２】
したがって、本実施形態とは異なり、収容溝１４０の形状が図３（ｂ）に図示されたような円柱形状に具現される場合には、円柱の上部面と側面とが合う円周部分がエッジ部Ｅとなり、この部分に屈曲を形成する構造で形成できる。併せて、収容溝１４０の内壁と前記ＬＥＤ１２０との間の空間がなす離隔空間は０mm〜１００mmの範囲で形成できるようにすることが好ましい。例えば、収容溝１４０の内部の各辺とＬＥＤ１２０の外角の辺との間の距離間にＸ１〜Ｘ２間の隔離距離、Ｙ１〜Ｙ２、Ｚ１〜Ｚ２の隔離距離が次のように０mm〜１００mmの範囲で形成できる。
【００２３】
０≦Ｘ１−Ｘ２≦１００mm
０≦Ｙ１−Ｙ２≦１００mm
０≦Ｚ１−Ｚ２≦１００mm
【００２４】
本発明の好ましい実施形態では前記頂点部に曲率部を形成することを一例として説明する。
【００２５】
したがって、本発明に従う好ましい一実施形態としては、直六面体形状の収容溝１４０を考慮する時、図２に図示された断面概念図のように、収容溝１４０の上部に形成されたエッジ部Ｅに曲率部Ｐ１〜Ｐ２（以下、第１曲率部という）を少なくとも１つ以上形成させることができる。延いては、他の具現例としては前記収容溝１４０の下部面のエッジ部に少なくとも１つ以上の曲率部Ｐ３〜Ｐ４を形成することも可能である。この場合、前記下部面に形成される曲率部（以下、第２曲率部という）は前記第１曲率部が形成された曲率の方向と反対になる方向の屈曲を有するように形成されることが好ましい。
【００２６】
図４は、図２及び図３で前述した収容溝１４０の（ａ）上部平面図と（ｂ）側断面図を概念的に示す図である。
【００２７】
（ａ）は直六面体形状の収容溝１４０の上部面の頂点（エッジ部）に曲率部を形成した構造を示す図である。この場合、前記収容溝１４０の上部面の長辺（Ｘ１）と短辺（Ｙ１）を考慮すれば、前記エッジ部は前記収容溝１４０の上部面の短辺（Ｙ１）の長さの１／２以下の曲率半径（Ｒ１）を備えるように曲率部を形成することが好ましい（０≦Ｒ１≦Ｙ１／２）。
【００２８】
勿論、図示された構造は４個のエッジ部に曲率部を形成したものであるが、図２の構造で光出射面方向のエッジ部のみに曲率部を形成することも可能であることは前述した通りである。
【００２９】
（ｂ）は図２の収容溝１４０の側断面図を示す図であって、収容溝１４０の上部の第１曲率部（Ｒ１）の他に下部に第２曲率部（Ｒ３）を形成した構造を図示したものである。前記第２曲率部（Ｒ３）の存在は出射される光が収容溝１４０の下部のエッジ部に反射されて不均一な光分布を形成することを防止する一方、曲率の方向が収容溝１４０の外部に向けるように形成されるところ、収容溝１４０が形成する空間がより広くなって空気層の形成される空間が増えるようになることによって、輝度向上は勿論、ラウンディングされた曲率部の屈曲により光分布を向上させることができるようになる。
【００３０】
図５は本発明に従う他の実施形態であって、図２に図示された構造の収容溝１４０の内側面に一定の傾斜を有するように具現した構造を備えたものである。
【００３１】
具体的には、収容溝１４０の上部面のエッジ部Ｅ１に曲率部を形成し、収容溝１４０の内側面に一定の傾斜（θ）を形成するようになって、収容溝１４０の内部空間をより向上させると共に、光分布を均等に増進させることができる長所が具現できる。即ち、前記収容溝１４０の内側面または前記下部面の延長線と導光板１３０の下部平面の延長線は０≦θ≦９０度の範囲で傾斜角が具現できる。
【００３２】
延いては、図６（ａ）に示すように、図５の構造に収容溝１４０の下部面のエッジ部Ｅ２に曲率部（以下、第２曲率部という）を形成することも可能である。図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照すると、前記第１曲率部Ｒ２が形成された曲率の方向と反対になる方向の屈曲を有するように形成されることが好ましい。即ち、第１及び第２曲率部Ｒ２、Ｒ３の存在は図２で説明した構造と同一であり、収容部の内側面に傾斜を備える点で差があるということができる。このような前記第２曲率部Ｒ３の存在は前述したように、前記第２曲率部Ｒ３の存在は出射される光が収容溝１４０の下部のエッジ部に反射されて不均一な光分布を形成することを防止する一方、曲率の方向が収容溝１４０の外部に向けるように形成されるところ、収容溝１４０が形成する空間がより広くなって空気層の形成される空間が増えるようになることによって、輝度向上は勿論、ラウンディングされた屈曲部の屈曲により光分布を向上させることができるようになる。
【００３３】
図６（ｃ）は、図６（ａ）及び図６（ｂ）で具現した収容溝１４０に曲率部を形成する前の概念図を図示したものであって、収容溝１４０の上部面と下部面の広さが相異する構造で形成され、収容溝１４０の内側壁と前記ＬＥＤとの間の空間がなす離隔空間は０mm〜１００mmの範囲で形成できるようにすることが好ましい。例えば、Ｘ１〜Ｘ２の間の隔離距離、Ｙ１〜Ｙ２、Ｚ１〜Ｚ２の隔離距離が離隔空間は０mm〜１００mmの範囲で形成されることができ、収容溝１４０の上部面と下部面の幅が相異して前記下部面の幅がより広い構造となり、特に収容溝１４０の下部面の長辺（Ｘ３）、短辺（Ｙ３）、内側面の母線の長さ（Ｚ１）が１０００mm以下に形成されることが好ましい。
【００３４】
Ｘ１≦Ｘ３≦１０００mm
Ｙ１≦Ｙ３≦１０００mm
Ｚ２≦Ｚ１≦１０００mm
【００３５】
図７及び図８は、本発明に従う実施形態の他の例を示す図である。図８（ｂ）は図８（ａ）で収容溝１４０とＬＥＤ１２０との配置関係を図示した平面概念図である。
【００３６】
図示したように、前記収容溝１４０の上部面の短辺の長さ（Ｙ２）の１／２以上、前記ＬＥＤの断面形状の対角線の長さの１／２以下の曲率半径（Ｒ３）が備えられるように具現することができる。即ち、曲率部を形成する曲率半径（Ｒ）値を大きくして、収容溝１４０の形状が半球形に具現されるように具現することができる。
【００３７】
この場合、前記ＬＥＤの中心から隅部に続く対角線の長さ（Ｒ２）と曲率半径（Ｒ３）、ＬＥＤの上部面の長辺（Ｘ２）、短辺（Ｙ２）との関係は次のような式を満たすように具現することができる。
【００３８】
Ｒ２=（（Ｘ２２＋Ｙ２２）１／２）／２、（Ｙ２）／２≦Ｒ３≦Ｒ２
【００３９】
図示したように、収容溝１４０を半球形に具現する場合、Ｒ２＝Ｒ３の場合には前記収容溝１４０の形状が半球形になるが、（Ｙ２）／２≦Ｒ３≦Ｒ２の場合には楕円形の形状に収容溝１４０が具現できる。
【００４０】
併せて、図５に図示された図面を参照すると、本発明に従う収容溝１４０の深さ（Ｚ３）は、前記ＬＥＤを収容するホール（hole）の高さ（深さ）を定義したものであり、符号Ｚ２はＬＥＤの高さを定義したものである。本発明に従う好ましい一実施形態において、前記収容溝１４０の深さ（Ｚ３）はＬＥＤ（Ｚ２）より大きい構造で具現されることが好ましい（０＜Ｚ２＜Ｚ３）。
【００４１】
前述したような本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に関して説明した。しかしながら、本発明の範疇から外れない限度内では多様な変形が可能である。本発明の技術的思想は、本発明の前述した実施形態に限定されて定まってはならず、特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等物により定まるべきである。
【図１】
0005599517.tif 000002
【図２】
0005599517.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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